第十一章:二保焊与混合气体保护焊PPT参考课件.ppt
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1、二保焊二保焊混合气体保护焊混合气体保护焊第十一章第十一章公尚勇公尚勇 201512焊接方法分类焊接方法分类手工焊手工焊CO2焊焊埋弧焊埋弧焊MAG焊焊MIG焊焊TIG焊焊等离子弧焊等离子弧焊熔化极熔化极非熔化极非熔化极熔化焊接熔化焊接压力焊压力焊钎焊钎焊电弧焊电弧焊气焊气焊铝热焊铝热焊电渣焊电渣焊电子束焊电子束焊激光焊激光焊用实芯焊丝的惰性气体(Ar或He)保护电弧焊法称为熔化极惰性气体保护焊,简称MIG焊焊。MAG焊焊是熔化极活性气体保护电弧焊的英文简称。它是在氩气中加入少量的氧化性气体(氧气,二氧化碳或其混合气体)混合而成的一种混合气体保护焊。我国常用的是80%Ar+20%二氧化碳的混合气
2、体,由于混合气体中氩气占的比例较大,故常称为富氩混合气体保护焊。TIG焊焊又称为惰性气体钨极保护焊。无论是手工焊接还是自动焊接0.54.0mm厚的不锈钢时,最常用的就是TIG焊。22气体保护焊的定义:气体保护焊的定义:外加气体保护电弧和焊接区的电弧焊称为气体保护焊。外加气体保护电弧和焊接区的电弧焊称为气体保护焊。常用的保护气体:常用的保护气体:二氧化碳气二氧化碳气(CO2)、氩气氩气(A r)、氦气氦气(He)及它们的混合气体及它们的混合气体:CO2+A r、CO2+A r+He、。气体保护电弧焊气体保护电弧焊32 用焊丝来代替焊条用焊丝来代替焊条,经送丝轮经送丝轮通过送丝软管送到焊枪通过送丝
3、软管送到焊枪,经导经导电咀导电电咀导电,在在CO2气氛中气氛中,与母与母材之间产生电弧材之间产生电弧,靠电弧热量靠电弧热量进行焊接。进行焊接。CO2气体通过焊枪喷嘴,沿气体通过焊枪喷嘴,沿焊丝周围喷射出来,在电弧周焊丝周围喷射出来,在电弧周围造成局部的气体保护层使溶围造成局部的气体保护层使溶滴和溶池与空气隔离开来,保滴和溶池与空气隔离开来,保护焊接过程稳定持续地进行,护焊接过程稳定持续地进行,并获得优质的焊缝。并获得优质的焊缝。C02C02焊的原理焊的原理1-1-焊件焊件 2-2-被排开的的空气被排开的的空气 3-3-形成气罩的气流形成气罩的气流 4-4-焊丝焊丝 5-5-焊炬喷嘴焊炬喷嘴42
4、二保焊设备二保焊设备半自动二保焊设备由焊接电源、送丝机构、焊枪、供气系统、冷却半自动二保焊设备由焊接电源、送丝机构、焊枪、供气系统、冷却水循环装置及控制系统等几部分组成。水循环装置及控制系统等几部分组成。焊接电源焊接电源送丝机构送丝机构供气系统供气系统52CO2 CO2 气体保护焊的原理气体保护焊的原理实芯焊丝电极实芯焊丝电极保护气进入保护气进入焊接方向焊接方向可消耗的电极可消耗的电极 电弧电弧母材母材焊接金属焊接金属保护气保护气气体喷嘴气体喷嘴送丝管和导送丝管和导电嘴电嘴电流导体电流导体62CO2 CO2 气体保护焊的原理气体保护焊的原理MnSi焊丝焊丝(Mn,Si)(Mn,Si)COCO2
5、 2COCO2 2O O2 2NN2 2O O2 2NN2 2O OO OCOCOCOCO焊接金属焊接金属母材母材COCO2 2 气体将电弧和焊接熔池与空气隔离开。气体将电弧和焊接熔池与空气隔离开。为了防止焊接缺陷,为了防止焊接缺陷,使用加入锰和硅元素的焊丝,使用加入锰和硅元素的焊丝,因为这些元素比铁容易与氧发生反应。因为这些元素比铁容易与氧发生反应。72COCO2 2 气体保护焊的主要特性气体保护焊的主要特性优点优点(与电焊条比较与电焊条比较)CO2 CO2 气体保护焊克服了手工电弧焊遇到的焊条长度的限制。气体保护焊克服了手工电弧焊遇到的焊条长度的限制。焊接金属的沉积率比手工电弧焊的高。焊接
6、金属的沉积率比手工电弧焊的高。焊接速度比手工电弧焊的高。焊接速度比手工电弧焊的高。可以保证长焊缝没有手工电弧焊的断续接点。可以保证长焊缝没有手工电弧焊的断续接点。由于没有厚厚的焊渣极大地减少了焊后清理的工作量。由于没有厚厚的焊渣极大地减少了焊后清理的工作量。局限性局限性 焊接电弧必须防止气流将焊接电弧必须防止气流将 CO CO2 2 保护气氛吹散或稀释。保护气氛吹散或稀释。较高的热辐射和强烈的电弧光均比手工电弧焊的高。较高的热辐射和强烈的电弧光均比手工电弧焊的高。手工电弧焊手工电弧焊CO2 CO2 气体保护焊气体保护焊82飞溅的产生飞溅的产生低焊接电低焊接电流范围流范围高焊接电高焊接电流范围流
7、范围通常通常,短路过渡所产生的飞溅颗粒的尺寸比短路过渡所产生的飞溅颗粒的尺寸比熔滴过渡所产生的飞溅颗粒的尺寸小。熔滴过渡所产生的飞溅颗粒的尺寸小。92短路过渡是短路和电弧切断在每一秒交替进行短路过渡是短路和电弧切断在每一秒交替进行20 到到 200 次。次。熔化的小金属熔熔化的小金属熔滴只有当电极接触到焊接熔池时才从电极滴只有当电极接触到焊接熔池时才从电极 转移到工件上转移到工件上。这种类型的过渡在低电流范围产生。这种类型的过渡在低电流范围产生。CO2CO2气体保护下的熔滴过渡能在所用的所有焊接电流发生气体保护下的熔滴过渡能在所用的所有焊接电流发生。熔滴过渡表现为小熔滴的直径接近焊丝的直径。熔
8、滴过渡表现为小熔滴的直径接近焊丝的直径。CO2 CO2 气体保护焊的金属过渡气体保护焊的金属过渡短路过渡短路过渡熔滴过渡熔滴过渡低焊接电低焊接电流范围流范围高焊接电高焊接电流范围流范围102焊接效果焊接效果溶深大溶深大熔熔深是手弧焊的三倍深是手弧焊的三倍,坡口加工小。坡口加工小。溶敷效率高溶敷效率高手弧焊焊条手弧焊焊条熔熔敷效率是敷效率是60%60%COCO2 2焊焊丝焊焊丝熔熔敷效率是敷效率是90%90%引弧性能好引弧性能好能量集中,引弧容易,连续送能量集中,引弧容易,连续送丝电弧不中断。丝电弧不中断。焊接质量好焊接质量好对铁锈不敏感,焊缝含氢量低,对铁锈不敏感,焊缝含氢量低,抗裂性能好,受
9、热变形小。抗裂性能好,受热变形小。焊接范围广焊接范围广可适用低碳钢高强度可适用低碳钢高强度钢普通铸钢全方位焊钢普通铸钢全方位焊焊接速度快焊接速度快单位时间内熔化焊丝比手工电弧单位时间内熔化焊丝比手工电弧焊快一倍焊快一倍与手工焊比:抗风能力差,设备较复杂。与手工焊比:抗风能力差,设备较复杂。C02C02气保焊的特点气保焊的特点112CO2CO2焊的缺点焊的缺点 使用使用大大焊接焊接电流电流焊接时,焊接时,焊缝表面焊缝表面成形较差,飞溅较多成形较差,飞溅较多。不能焊接容易氧化的有不能焊接容易氧化的有色金属色金属材料。材料。很难用交流电源焊接和很难用交流电源焊接和在有风的地方施焊在有风的地方施焊。弧
10、光较强弧光较强,特别是大电,特别是大电流焊接时,电流的流焊接时,电流的光热辐射较光热辐射较强强。1222.2.几项要求几项要求5 5 极性极性4 4 气体气体2 2 干伸长度干伸长度1 1 焊接速度焊接速度3 3 焊丝焊丝132 在一定的焊丝直径、焊接电流和电弧电压条件下,焊在一定的焊丝直径、焊接电流和电弧电压条件下,焊接速度增加,接速度增加,焊道变窄焊道变窄,熔深和余高变小,熔深和余高变小,容易产生咬容易产生咬边未熔合等焊接缺陷,而且使气体保护效果变差,还会边未熔合等焊接缺陷,而且使气体保护效果变差,还会出现气孔;但焊接速度过慢,生产效率降低,焊接变形出现气孔;但焊接速度过慢,生产效率降低,
11、焊接变形增大。增大。CO2半自动焊的焊接速度为半自动焊的焊接速度为3060 cm/min。自动焊:焊接速度可高达自动焊:焊接速度可高达250250cm/mincm/min以上。以上。焊接速度焊接速度142焊接速度对焊缝成型的影响焊接速度对焊缝成型的影响如果其他变量保持不变如果其他变量保持不变,焊接速度的增加将引起焊接速度的增加将引起 焊道尺寸的减小。焊道尺寸的减小。20 cm/min20 cm/min40 cm/min40 cm/min60 cm/min60 cm/min80 cm/min80 cm/min100 cm/min100 cm/min152小于小于300A时时:L=(10-15)倍
12、焊丝直径倍焊丝直径.大于大于300A时时:L=(10-15)倍焊丝直径倍焊丝直径+5mm 干伸长度干伸长度定义定义:焊丝伸出长度(也称干伸长)是指从焊丝伸出长度(也称干伸长)是指从导电嘴到焊丝端部的距离,一般约等于焊丝导电嘴到焊丝端部的距离,一般约等于焊丝直径的直径的10倍,且不超过倍,且不超过15mm。举例:举例:直径直径1.2mm焊丝可用电流焊丝可用电流120-350A,电流小时乘电流小时乘10倍的焊丝直径,倍的焊丝直径,电流大时乘电流大时乘15倍的焊丝直径倍的焊丝直径。干伸长度干伸长度工件工件导电咀导电咀162干伸长度干伸长度干伸长度从导电嘴端部到电极末干伸长度从导电嘴端部到电极末端的距
13、离。干伸长度的增加将导端的距离。干伸长度的增加将导致其电阻的增加。致其电阻的增加。比较适当的干伸长度为:比较适当的干伸长度为:短路过渡短路过渡 6 615 mm15 mm 熔滴过渡熔滴过渡 151525 mm25 mm工件喷嘴到工件的距离导电嘴喷嘴电弧长度干伸长导电嘴到工件的距离172 保持干伸长度不变是保证焊接保持干伸长度不变是保证焊接过程稳定性的重要因素之一。过程稳定性的重要因素之一。过长时:过长时:气体保护效果不好,易产生气孔,气体保护效果不好,易产生气孔,引弧性能差引弧性能差,电弧不稳电弧不稳,飞溅加大飞溅加大,熔深变浅,成形变坏熔深变浅,成形变坏.过短时:过短时:看不清电弧看不清电弧
14、,喷嘴易被飞溅物堵塞喷嘴易被飞溅物堵塞,飞溅大,熔深变深,焊丝易与导飞溅大,熔深变深,焊丝易与导电咀粘连电咀粘连.干伸长度为什麽要求严格干伸长度为什麽要求严格干伸长度干伸长度工件工件导电咀导电咀182 焊丝焊丝 因因CO2是一种氧化性气体,在电弧高温区有强烈的是一种氧化性气体,在电弧高温区有强烈的氧化作用,使合金元素烧损,所以氧化作用,使合金元素烧损,所以CO2焊时为了防止气焊时为了防止气孔,减少飞溅和保证焊缝较高的机械性能,必须采用含孔,减少飞溅和保证焊缝较高的机械性能,必须采用含有有S i、M n等脱氧元素的焊丝。等脱氧元素的焊丝。CO2焊丝分为焊丝分为实芯焊丝实芯焊丝和和药芯焊丝药芯焊丝
15、两种两种.192 纯度:纯度要求纯度:纯度要求大于大于 99.5%99.5%,含水量小于,含水量小于0.05%0.05%。COCO2 2气体气体202液态液态CO2气瓶气瓶气态气态CO2气瓶气瓶液态液态CO2水水水水气态气态CO2放水放水放杂气放杂气 如果纯度不够,可采取以下措施:如果纯度不够,可采取以下措施:(1 1)将将CO2CO2钢瓶倒置钢瓶倒置1 12h2h,使水分下沉,每隔,使水分下沉,每隔30min30min左右放水一次,放左右放水一次,放 两到三次,然后将钢瓶放正;两到三次,然后将钢瓶放正;(2 2)更换新气时,先放气)更换新气时,先放气2 23min3min,以排出混入瓶内的空
16、气和水分;,以排出混入瓶内的空气和水分;(3 3)在气路中串联预热器和干燥器,以进一步减少在气路中串联预热器和干燥器,以进一步减少CO2CO2气体中的水分气体中的水分。提纯提纯212反极性特点:反极性特点:电弧稳定,焊接过程平稳,飞溅小电弧稳定,焊接过程平稳,飞溅小。正极性特点:熔深较浅,余高较大,飞溅很大,成形不好,焊丝正极性特点:熔深较浅,余高较大,飞溅很大,成形不好,焊丝 熔化速度快(约为反极性的熔化速度快(约为反极性的1.6倍),只在堆焊时倍),只在堆焊时 才采用。才采用。极性极性工件工件焊枪焊枪直流反极性接法直流反极性接法KR200AV +工件工件焊枪焊枪直流正极性接法直流正极性接法
17、KR200AV +CO2焊、焊、MAG焊和脉冲焊和脉冲MAG焊一般都采用直流反极性。焊一般都采用直流反极性。222 环境卫生要求等环境卫生要求等KR200AVKR200AV防止雨淋防止雨淋避避免免阳阳光光直直射射20cm30cm远离热源及易燃易爆物远离热源及易燃易爆物焊机应尽量焊机应尽量安装在湿度安装在湿度小、灰尘少小、灰尘少、风速较弱、风速较弱的场所。的场所。232 安全卫生与劳动保护安全卫生与劳动保护 CO2气体在电弧高温作用下,电弧区中将有气体在电弧高温作用下,电弧区中将有50%左左右的右的CO2气体发生分解,并生成气体发生分解,并生成CO和和O。同时在冶金同时在冶金反应中亦会生成少量反
18、应中亦会生成少量CO,强烈的氧化作用还会产生大强烈的氧化作用还会产生大量烟尘从安全角度考虑,量烟尘从安全角度考虑,CO2焊时除应防止触电、弧焊时除应防止触电、弧光照射、飞溅物烫伤外光照射、飞溅物烫伤外,还应注意焊接,还应注意焊接现场的通风换气现场的通风换气与除尘与除尘。242 操作技能操作技能252 COCO2 2 保护焊焊接质量标准保护焊焊接质量标准1 1、焊缝表面平直、鳞纹均匀、高度一致。、焊缝表面平直、鳞纹均匀、高度一致。2 2、焊缝余高不超过、焊缝余高不超过2mm2mm,焊缝余高差小于,焊缝余高差小于 1mm 1mm。3 3、无过大焊瘤、气孔、咬边,不得有未、无过大焊瘤、气孔、咬边,不
19、得有未 焊透、未熔合现象。焊透、未熔合现象。4 4、无焊渣、残留焊丝。、无焊渣、残留焊丝。262电流与电压控制电流与电压控制 焊接电流与电弧电压是关键的工艺参数。为了使焊接电流与电弧电压是关键的工艺参数。为了使焊缝焊缝成形良好成形良好、飞溅减少飞溅减少、减少减少焊接焊接缺陷缺陷,电弧电压,电弧电压和焊接电流要和焊接电流要相互匹配相互匹配。在小电流焊接时,电弧电压。在小电流焊接时,电弧电压过高,金属飞溅将增多;电弧电压过低,则焊丝容易过高,金属飞溅将增多;电弧电压过低,则焊丝容易伸入熔池,使电弧不稳。在大电流焊接时,若电弧电伸入熔池,使电弧不稳。在大电流焊接时,若电弧电压过高,则金属飞溅增多,容
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